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电伴热带热效力

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/11/15     浏览次数:    

一、 电伴热原理简介


自控温电热带是由导电聚合物和两条平行金属导线及绝缘层构成。其特点是导电聚合物具有很高的电阻正温度系数特性,且相互并联;能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率,自动限制加热的温度。


电热带接通电源后,电流由一根线芯经过导电材料到另一线芯而形成回路。电能使导电材料升温,其电阻随即增加,当芯带温度升至某值之后,电阻大到几乎阻断电流的程度,其温度不再升高,与此同时电热带向温度较低的被加热体系传热。电热带的功率主要受控于传热过程,随被加热体系的温度自动调节输出功率。


二、 性能参数:


1. 温度范围:最高维持温度65℃,最高承受温度105℃


2. 施工温度:最低-60℃


3. 热稳定性:由10℃至99℃间来回循环300次后,热线发热量维持在90%以上。


4. 工作电压:220V


三、 名词解释:


1.PTC效应及PTC材料: PTC效应即电阻正温度系数效应(Positive Temperature coefficienT),特指材料电阻随温度升高而增大,并在某一温区急剧增大的特性。具有PTC效应的材料称为PTC材料。


2.标称功率:额定电压下,在一定保温层内以电缆伴热的管道温度为10℃时,每米温控伴热电缆输出的稳态电功率。


3.温控指数:温度每升高1℃时,电缆输出功率的下降值或温度每下降1℃时,电缆输出功率的增加值。


4.温控伴热电缆(自控温电热带)维持温度:它分为三种温度区范围:低温、中温、高温系列最高维持温度分别为70±5℃,105±5℃,135±5℃。


5.最高维持温度:用一定型号的电缆伴热某一体系时,能使体系维持到的最高温度。它是一个相对参数,与体系的热损失大小有关,与伴热电缆的最高表面温度有关。若设计得当,可使体系维持在从最高维持温度到环境温度之间的任度。若单位时间内温控伴热电缆向体系传递的热量等于体系向环境传递的热量,体系的温度便得以维持不变。



四、 管线伴热工艺参数:


1. 介质:


2. 维持温度 ℃    


3. 环境最低温度 ℃


4. 最高操作温度:a.连续操作温度  b.扫线操作温度  


5. 管材


6. 管径mm


7. 管道长度m


8. 保温材料


9. 保温层厚度mm


10. 环境:a.室内或室外 b.地面或埋地 c.防爆或非防爆 d.防腐或非防腐


11. 电压



一、  散热量计算  


已知;管径分别是2″、3″、4″、6″,管材为碳钢,介质为水,维持温度5℃,环境最低温度 -20℃,保温材料岩棉, 保温层厚度50mm,分别计算每米管道热损失。


Q  = q × Δt × K × C × E(w/m)            


Q -----每米管道的散热量 (W/m)


q -----管道的散热量(1℃/m时)


TW -----维持温度


TH -----环境最低温度


Δt -----TW –TH


K -----保温材料导热系数


C -----管道材料修正系数


E -----安全系数


(1)、计算温差


Δt = TW –TH = 5-(-20)= 25


(2)、计算每米管道的散热量


K = 0.044  (查表一“保温材料导热系数”)


q1 = 7.05


q2 = 9.03


q3 = 10.83  


q4 = 14.6 (查表二“每米管道1℃温差时的热损失”)


C1 = 1     (查表三“管道材料修正系数”)


E = 1.2  (一般取值为1.2)


Q 1= q1×Δt×K × C × E =7.05×25×0.044×1×1.2= 9.306 W/m


即,每米管道热损失为9.306 W<25W (25W为我方提供的电伴热带的功率)


Q 2= q2×Δt×K × C × E =9.03×25×0.044×1×1.2= 11.9196 W/m


即,每米管道热损失为11.9196 W<25W


Q 3= q3×Δt×K × C × E =10.83×25×0.044×1×1.2= 14.2956 W/m


即,每米管道热损失为14.2956  W<25W


Q 4= q1×Δt×K × C × E =14.6×25×0.044×1×1.2= 19.272 W/m


即,每米管道热损失为19.272  W<25W


综上:在上述四种尺寸管道所用的电伴热提供的功率均大于损失的热量,即在-20℃环境下管道中的温度仍然可以高于5℃以上。


在2″管道中的Δt最大可达到的值为:


Δt1max=25/ (q1×K × C × E )=25/(7.05×0.044×1×1.2)=73.88


即当外界温度为-20℃时管道内的最高温度可达:


73.88℃-20℃=53.88℃


同理:


Δt2max=25/(q2×K × C × E )=25/(9.03×0.044×1×1.2)=52.4


即当外界温度为-20℃时管道内的最高温度可达:


52.4℃-20℃=32.4℃


Δt3max=25/(q3×K × C × E )=25/(10.83×0.044×1×1.2)=43.72


即当外界温度为-20℃时管道内的最高温度可达:


43.72℃-20℃=23.72℃


Δt4max=25/(q4×K × C × E )=25/(14.6×0.044×1×1.2)=33.11


即当外界温度为-20℃时管道内的最高温度可达:


33.11℃-20℃=13.11℃



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